水泥稳定碎石结构层施工平整度的影响因素分析及控制措施

刘晔

摘要：水泥稳定碎石结构层是沿海港口道路堆场工程应用最为广泛的基层结构，其施工平整度直接影响整个场坪的平整度，从而影响整个港区物流机械的智能化发展，因此提高水泥稳定碎石基层的平整度有重要的意义。本文结合了一个较为成功为案例，提出了提高水泥稳定碎石结构层施工平整度的措施，取得了良好的实践效果。

Abstract： The cement stabilized crushed stone structural layer is the most widely used basic structure of the coastal port yard. The smoothness of the construction directly affects the smoothness of the whole field， which affects the intelligent development of the whole port logistics machinery. So it is of great significance to improve the smoothness of the cement stabilized crushed stone base. In this paper， combined with a successful case， the measures to improve the construction smoothness of the cement stabilized crushed stone layer are put forward， and good results have been achieved in practice.

关键词：水泥稳定碎石；平整度；施工工艺；影响因素；控制措施

Key words： cement stabilized gravel；smoothness；construction technology；influencing factors；control measures

中图分类号：U416.214 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）04-0072-03

0 引言

随着我国沿海港口建设和物流运输的不断发展，沿海地区对大型货运库场的需求量与日俱增，特别是在大型深水综合型港口陆域，各种集装箱堆場、杂散货堆场的建设规模越来越大。由于物流机械化和智能化是现代港口陆域堆场的重要特征，为适应机械设备的自动化，对现场港口陆域堆场的结构层平整度提出了更高的要求，只有结构层平整度满足物流机械智能控制的使用要求，机械设备才可以准确的定位集装箱等货场内各作业区的位置，并自动识别指定位置上的集装箱箱号执行相应的操作。

水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙并按嵌挤原理摊铺压实的结构层，是目前大型道路堆场工程中采用最为广泛的基层结构层形式。提高水泥稳定碎石基层的施工平整度是保证道堆工程整体施工平整度的最为关键的工序。影响水泥稳定碎石基层平整度的因素主要有原材料质量、拌制、运输、摊铺和养护等几个环节。本文将结合一项比较成功的工程实例对影响水泥稳定碎石基层平整度因素进行分析，并就如何采取措施提高施工平整度做一些探究。

1 实例工程概括

青岛前湾联合集装箱码头某重箱堆场工程位于青岛经济技术开发区前湾港南港区、辛岛村北，施工范围为码头泊位前沿线向陆侧77.6m开始，至纵深约248m的区域（包括12条集装箱起重机轨道梁），总面积约9.7万m2。工程内容主要为该区域范围内的道路堆场工程、雨水工程、给水工程、电气管线安装、通信监控工程等。

本工程道路堆场主要结构层自下往上分别为原场地整平层、20cm厚级配碎石基层、两层25cm厚水泥稳定碎石结构层、3cm厚砂垫层和10cm厚联锁块铺筑层。本工程为了适应场区龙门吊自动化装卸集装箱的要求，确保联锁块铺筑层的平整度，业主对本工程水泥稳定碎石基层的平整度提出了更高的标准，由原规范值提高为15mm偏差的平整度验收标准。

2 水泥稳定碎石基层施工工艺

本工程道路和堆场的基层采用水泥稳定碎石结构层，根据面层荷载的不同，设计分为36cm、52cm两种形式。本工程设计要求水泥稳定碎石压实度不小于98%，7天无侧限抗压强度不小于4.0MPa。

2.1 原材料质量要求及水泥稳定碎石配合比的确定

水泥：选用终凝时间大于6小时；初凝时间大于3小时的低标号硅酸盐散装水泥。

碎石：集料最大粒径不应超过31.5mm；集料硫酸盐含量不超过0.25%；压碎值<30%，碎石应具有良好的级配，以保证表面密封良好。级配的范围应符合表1碎石级配范围。

根据图纸设计技术要求，通过试拌确定以下水泥稳定碎石配合比，每立方米水泥稳定碎石材料用量为：水泥100kg；0-5mm级配碎石801kg；5-31.5mm级配碎石1202kg；淡水88kg。

2.2 工艺流程

典型施工→施工测量→拌料→运输→摊铺→碾压→养护

2.3 主要施工方法

2.3.1 典型施工

正式施工前选择一块具有代表性的区域（面积400m2）进行典型施工，主要检验水泥稳定碎石拌料、运输、摊铺、碾压、养护等施工工艺的合理性以及拟投入使用机械设备的可靠性；最重要的是计算出该配合比水泥稳定碎石在合理施工工艺下的松铺系数。

2.3.2 拌和机拌料

根据本工程的要求，水泥稳定碎石采用现场稳定粒料搅拌站集中搅拌。采用强制性拌和机进行拌和，电子计量，与搅拌能力配套的自卸车运输稳定土。

拌和站设防雨棚，以确保不因集料含水量变化太大而影响基层施工质量，碎石、河砂根据施工进度，集中储备。对已选备的材料，按材料使用要求进行各项检测。

稳定粒料搅拌站使用前应进行率定。施工前先检查、测定混合料级配、含水量及灰剂量是否满足要求，确认无误后再进行调拌。实际拌和生产中，根据当时天气及现场情况及时调整含水量，使混合料运至现场摊铺后碾压时的含水量不小于最佳含水量的2%。

2.3.3 下承层验收

施工前对级配碎石垫层按质量验收标准进行验收，包括宽度、坡度、标高、表面平整度、压实度、预留管线的埋设等，如有不满足设计及规范之处，及时予以调整。

2.3.4 施工测量

测量人员按施工图纸用全站仪施放出水泥稳定碎石基层的中线，打设标志桩，并用油漆在其上划好标高线控制铺设标高。

2.3.5 混合料运输及摊铺

混合料拌好后应尽快运送到施工现场，气温高运距远时，车上混合料用帆布加以覆盖，以防水分过分损失。材料装车时，应控制每车装料量基本相等。摊铺施工时，采用摊铺机分层摊铺，25cm以下厚度的一次摊铺成形，25cm以上厚度的分两层摊铺。松铺系数根据典型施工的试验段的数据确定为1.35。

2.3.6 碾压

根据区段宽度、压路机的轮宽和轮距的不同，制定碾压方案，使各部分碾压到的次数相同，碾压遍次为6-8遍，路面的两侧应多压2～3遍，靠近结构的边缘及压路机无法作业处采用沖击夯夯实。

2.3.7 养护

水泥碎石基层施工完毕后，立即开始养护，养护采用洒水车洒水，草帘覆盖、保湿养护的方式，每天洒水次数视天气而定，应保持表面潮湿，养护期不少于10天。

3 影响水泥稳定碎石基层平整度的因素分析

本工程水泥稳定碎石结构层按以上施工工艺施工完成800m2面积后，使用2m长靠尺验收，平整度在15mm以下的测点仅占总测点数量61%，未达到80%的合格率标准。检查水泥稳定碎石压实的表面后，发现大面比较均匀，但局部存在凸起或凹陷；接茬出存在碾压不均匀现象，造成接茬处出现凹陷；存在“集料窝”的缺陷；边界处水泥稳定碎石压实度不够，且标高偏低；部分区域有波浪起伏的现象，且有松散和起皮的现象。

结合存在的问题，检查施工的各个环节，发现以下因素对水泥稳定碎石结构层平整度有较明显影响。

3.1 下承层平整度的影响

本工程下承层为20cm厚级配碎石基层，下承层的平整度直接影响水泥稳定碎石层的平整的，下承层存在较大凸起和凹陷时仅考水泥稳定碎石结构层找平是比较困难的，特别是对于存在凹陷的部位，补料压平的操作难度较大。

3.2 水泥稳定碎石拌料质量的影响

由于拌制水泥稳定碎石的三种材料水泥、石粉、碎石本身就存在不均匀性，即使在拌制过程中进行了混合，但任然存在石粉和碎石拌制不均匀的现象，这样在相同1.35的松铺系数和同样拌制工艺的情况下，可能造成局部压实面的不平整，但不会对平整度造成特别的大的影响。拌制过程中影响平整度最明显的因素在于拌料出机的含水量控制。

根据典型施工本配合比水泥稳定碎石的最佳压实含水率在5.2%，但实际出机后运输至现场后的含水量控制难度比较大，受施工效率、运输距离、环境温度和湿度等多方面的因素影响，应及时测定各原材料的含水量适时对拌制配合比进行微调，但抽测原材料具有一定局限性，大量存储的原材料内外部含水量差异较大，难于准确控制。这样就造成出机后运输至现场的水泥稳定碎石含水量不稳定，含水量过大，就会出现混合料粘轮或碾压至压路机轮边的情况，不利于平整度和压实度的控制。含水量过小会引起拌制、出料和摊铺过程中离析，造成部分部位粗集料集中，压缩量偏小，而相反细集料集中的部位压缩量偏大，这样就可能形成压实面的不平整现象。

3.3 摊铺和碾压工艺的影响

根据对现场施工环节的观察，存在局部“集料窝“的部位除了由于拌制不均匀的因素影响，最主要的原因是摊铺机输料绞龙摊料过程中易于将粗集料向两边输送而细集料相对向中间集中，特别是当含水量低于最佳含水率时极易产生“集料窝”的现象；碾压工艺对平整度也有很大程度的影响，水泥稳定碎石在拌制和摊铺过程中不可能保证绝对均匀，很大程度需要压实能量来调整平整度，因此必须保证碾压的遍次、时机以及压实能量，这样才能达到压实同时找平的目的。

3.4 施工边界和工作缝的影响

施工边界由于缺乏约束，造成边界水泥稳定碎石的相对压实度偏小，同时造成标高偏低的情况，影响施工平整度。工作缝处理的好坏也直接影响平整度，横缝处容易产生跳点，纵缝处理不当容易产生凹陷或横向坡度不统一的情况。

3.5 养护的影响

由于养护不及时可能造表面起皮的现象，影响平整度，同时由于过早的通行车辆也可能造成平整度欠佳的情况。

4 控制措施

4.1 控制下承层的平整度

本工程下承层为级配碎石基层，为保证级配碎石基层的平整度，设置1组测量人员专职检测人员控制刮平机施工级配碎石基层的平整度，同时另指派1组测量人员配合人工找平级配碎石基层，并及时进行碾压，确保该层结构层的平整度和压实度。

4.2 严格控制原材料和拌制质量

保证原材料的级配符合要求，粒径相对均匀，确保整个施工期间采用统一石料源，在细集料和粗集料上料前用装载机按比例进行翻拌后，提高混合料的均匀程度。另一方面可以在允许范围内适当调高细集料含量调低粗集料含量，降低因布料绞龙将粗集料向两边摊铺情况发生。

严格控制拌制过程中含水量的调节，实时测定各原材料的含水量，合理调整拌制用水量确保混合料的含水量在最佳含水量的（±1%～±2%）范围内。

混合料拌好后应尽快运送到施工现场，气温高运距远时，车上混合料用帆布加以覆盖，以防水分过分损失。材料装车时，应控制每车装料量基本相等。

4.3 摊铺过程中平整度的控制

运输水泥稳定碎石的运输车辆采用统一型号自卸汽车，每车次装料量较为稳定，同时配置充足的装卸车辆，做到混合料等摊铺机，保证摊铺机可以以2.5m/min左右的速度匀速连续摊铺混合料，避免停车中断摊铺后出现跳点，或由于摊铺机摊铺速度不均匀造成虚铺料饱满程度不同压实后出现波浪起伏的情况。

在同一料场供料的区段内，由远到近按计算好的距离卸置混合料于下承层上，并且料堆每隔一定距离留一缺口。材料堆置时间不宜过长，应做到随到随铺而不能延迟。

摊铺施工时，测量控制要应力求平整加密高程控制点，并具有设计要求的坡度，并严格松铺系数1.35放测摊铺机高程控制线。

设专人对摊铺料的离析情况进行检查，发现有粗集料集“窝”现象及时挖除，换补新料。

4.4 碾压过程中平整度的控制

根据区段宽度、压路机的轮宽和轮距的不同，确定相应碾压方案，使各部分碾压到的次数尽量相同，靠近结构的边缘及压路机无法作业处采用冲击夯夯实。施工中应善于摸索，注意積累经验，掌握最佳碾压方法，利用好振动压路机振动时压实能力，达到碾压找平的目的。碾压遵循“先轻后重，先边后中”的施工顺序，在原料处于最佳含水量的状态下进行。

水泥稳定碎石结构层摊铺具备一定工作区段后，且混合料的含水量为最佳含水量（±1%～±2%）时，立即用振动压路机（不开振动）碾压一遍，然后振动碾压，压实时遵循先轻后重，先慢（1.0～1.7km/h）后快（2.0～2.5km/h）的原则。碾压时，后轮重叠1/2轮宽并超过两段的接缝处。碾压6～8遍，边缘部分多压2～3遍，直至达到要求压实度且表面无明显轮迹。碾压过程中如有松散、起皮等现象，及时翻开重新拌和，或挖除后，换填新料。

为提高平整度，严禁用压路机在已部分终凝的水泥稳定碎石层上碾压或行驶，破坏结构层的整体性，同时造成平整度的欠缺。

严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车，保证平整的水泥稳定结构层表层不受破坏。

在最后两次碾压结束前，用平地机再终平一次。终平必须仔细进行，将局部高出部分刮除并扫出场外，对局部低洼处不再进行找补，采用压路机碾压找平一次后，整体碾压最后一遍。

4.5 横向接缝处理

每一工作段结束或因故中断两小时以上，必须做横向接缝。横向接缝做法如下：人工将末端混合料弄整齐，紧靠混合料放两根方木，方木高度应与混合料压实厚度相同；整平紧靠方木的混合料，方木的另一侧用砂砾或碎石回填约3m长，其高度应高出方木几厘米，将混合料碾压密实，下一工作段施工前，将砂砾或碎石及方木除去，并将下承层清扫干净，摊铺机由已压实层的末端，重新摊铺混合料，压路机随新开工作段一同碾压，接缝处碾压完成后用2m靠尺进行检查，达不到平整度要求的，及时用平地机或人工刮平。

4.6 纵向接缝的施工边界的处理

施工时，尽可能采用满幅摊铺，不能采用一台机械满幅摊铺时，采用两台机械一前一后相隔5～10m同步向前摊铺，并一起进行碾压。在不能避免纵向接缝的情况下，采用垂直相接纵缝，并符合下列要求：在前一幅摊铺时，在靠中央的一侧用方木作支撑，其高度与水泥稳定碎石的压实厚度相同，养护结束后，在摊铺另一幅前，拆除支持方木，施工边界处亦按上述方法处理。

以上接缝处理方法中，关键应确保方木顶面平整度和坡度正确，以达到控制接缝区域平整度的目的。

4.7 养护及交通管制

水泥碎石基层施工完毕后，立即开始养护，保持水泥稳定碎石结构层表面潮湿，同时合理安排砂垫层的摊铺，起到保水的作用。养生期以及保湿期内，施工范围设置警示牌及路障进行交通管制，不允许任何车辆在基层上行驶，防止损坏基层。待基层强度达到通行施工车辆的程度放开交通管制。

5 结语

通过采取以上措施，本工程水泥稳定碎石结构层的施工平整度得到了很好的控制，平整度达到了15mm的拟定控制标准，用2m靠尺检查验收，平整度合格率在90%以上，且全部压实度检测均符合规范规定和设计要求，不仅实现了更高的平整度控制标准，同时提高了结构层的整体施工质量，从而保证了后续联锁块铺筑的施工平整度，为港区实现物流机械自动化打下基础。

参考文献：

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